Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Pojazd CAPSTONE gotowy do wejścia na niezwykłą orbitę wokół Księżyca
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy po Ziemi wędrowały dinozaury, na Księżycu wybuchały wulkany, twierdzą naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk. Takie wnioski płyną z analizy materiału zebranego przez misję Chang'e-5. Mamy wiele dowodów wskazujących na aktywność wulkaniczną na Księżycu, nie wiadomo jednak, jak długo ona trwała. Najmłodsze datowane skały wulkaniczne mają 2 miliardy lat. Z badań przeprowadzonych przez Chińczyków wynika jednak, że dinozaury były świadkami wybuchów wulkanów na satelicie naszej planety.
Bi-Wen Wang, Qiu-Li Li i ich koledzy opisali na łamach Science wyniki badań nad materiałem przywiezionym przez Chang'e-5. Ta wystrzelona w 2020 roku misja wylądowała w północnym regionie Oceanus Procellarum, zebrała 1,7 kilograma próbek i w grudniu przywiozła je na Ziemię. Były to pierwsze próbki przywiezione bezpośrednio z Księżyca od czasu radzieckiej misji Luna 24 z 1976 roku i jednocześnie jedyne próbki z obszaru położonego tak daleko na północy.
Wang i jego zespół przyjrzeli się około 3000 miniaturowych (wielkości od 20 do 400 mikrometrów) fragmentów szkliwa, które znalazły się w przywiezionym materiale. Szkliwo takie może powstawać w wyniku uderzeń meteorytów oraz erupcji wulkanicznych. wykorzystali przy tym badania składu próbek oraz pomiary stosunku izotopów, by odróżnić od siebie oba rodzaje szkliwa. Zdecydowaną większość badanych fragmentów uznali za powstałe w wyniku olbrzymiej temperatury powstałej w trakcie uderzenia meteorytów. Jednak trzy fragmenty zostały uznane, na podstawie składu chemicznego i badań izotopów siarki, za pochodzące z aktywności wulkanicznej. Co więcej, ich skład chemiczny był bardzo podobny do składu szkła wulkanicznego zebranego przez astronautów misji Apollo.
Jednak najważniejsze było określenie tych trzech fragmentów. Datowanie metodą uranowo-ołowiową wykazało, że maja one 123 miliony lat (±15 milionów). Dodatkowo wysoka zawartość toru i pierwiastków ziem rzadkich dodatkowo potwierdza tak niedawny wulkanizm na Księżycu.
Wyniki badań są zaskakujące. Jeśli chińscy uczeni mają rację, oznacza to, że Księżyc był aktywny wulkanicznie niemal przez całą swoją historię. Inne dowody wskazują bowiem na wulkanizm sprzed 4,4 miliarda lat temu. Przez długi czas uważano, że procesy wulkaniczne zatrzymały się co najmniej miliard lat temu. Pojawiają się jednak sugestie, że być może procesy takie trwały jeszcze około 100 milionów lat temu.
Teraz Chińczycy jako pierwsi donoszą o wynikach badań laboratoryjnych wskazujących, że Księżyc był aktywny jeszcze całkiem niedawno. To zaś rodzi pytanie, czy głęboko pod jego powierzchnią istnieją pierwiastki radioaktywne zdolne do wytworzenia tak dużo energii, by istniały tam komory magmowe.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wody na Księżycu jest znacznie mniej, niż dotychczas sądzono, informuje Norbert Schörghofer z Planetary Science Institute w Arizonie, współautor badań, których wyniki opublikowano na łamach Science Advances. Obliczenia przeprowadzone przez Schörghofera i Ralucę Rufu z Southwest Research Insitute w Kolorado, mają olbrzymie znaczenie nie tylko dla zrozumienia historii Księżyca, ale również dla założenia stałej bazy na Srebrnym Globie. Bazy, która ma wspierać załogowe wyprawy na Marsa. Kevin Cannon, geolog z Colorado School of Mines, który prowadzi spis obiecujących miejsc do lądowania i prac górniczych na Księżycu, już zaczął aktualizować ją w oparciu o wyliczenia Schörghofera i Rufu.
Woda na Księżycu, w postaci lodu, znajduje się w stale zacienionych obszarach księżycowych kraterów. Tylko tam ma szansę przetrwać. Te stale zacienione obszary to jedne z najchłodniejszych miejsc w Układzie Słonecznym. Na wodę możemy liczyć przede wszystkim w głębokich kraterach znajdujących się w pobliżu biegunów. Tam bowiem kąt padania promieni słonecznych wynosi zaledwie 1,5 stopnia. Jednak nie zawsze tak było. Przed miliardami lat oś Księżyca była nachylona pod zupełnie innym kątem, różniącym się od obecnego może nawet o 77 stopni. Taka orientacja wystawiała zaś bieguny na działanie Słońca, eliminując wszelkie zacienione obszary, a co za tym idzie, odparowując znajdujący się tam lód.
Wiemy, że Księżyc powstał przed około 4,5 miliardami lat w wyniku uderzenia w tworzącą się Ziemię planety wielkości Marsa. Od tego czasu migruje on coraz dalej od nasze planety. Początkowo znajdował się pod przemożnym wpływem sił pływowych Ziemi, obecnie większą rolę odgrywają siły pływowe Słońca i ta właśnie zmiana doprowadziła do zmiany orientacji osi Księżyca. Zasadnicze pytanie brzmi, kiedy do niej doszło. Jeśli wcześniej, to na Księżycu powinno być więcej lodu, jeśli zaś później, lodu będzie mniej.
Dopiero w 2022 roku astronomowie z Obserwatorium Paryskiego rozwiązali stary problem niezgodności danych geochemicznych z fizycznym modelem oddziaływania sił pływowych. Schörghofer i Rufu skorzystali z pracy Francuzów i utworzyli udoskonalony model pokazujący zmiany osi Księżyca w czasie. To zaś pozwoliło mi stwierdzić, ile lodu może istnieć w obecnych stale zacienionych obszarach.
Z ich obliczeń wynika, że najstarsze stale zacienione obszary utworzyły się nie więcej niż 3,94 miliarda lat temu. Są zatem znacznie młodsze, niż dotychczas sądzono, a to oznacza, że wody na Księżycu jest znacznie mniej. Nie możemy się już spodziewać, że istnieją tam warstwy czystego lodu o grubości od dziesiątków to setek metrów, mówi Schörghofer.
Uczony dodaje jednak, że nie należy podchodzić do tych badań wyłącznie pesymistycznie. Dostarczają one bowiem dokładniejszych danych na temat miejsc, w których powinien znajdować się lód. Ponadto z wcześniejszych badań, które Schörghofer prowadził wraz z Paulem Hayne z University of Colorado i Odedem Aharonsonem z izraelskiego Instytut Weizmanna, wynika, że stale zacienionych obszarów jest więcej niż sądzono, a lód może znajdować się nawet w takich, które liczą sobie zaledwie 900 milionów lat. Wnioski płynące z badań są więc takie, że lodu na Księżycu jest znacznie mniej, ale jest on w większej liczbie miejsc.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Większość współczesnych teorii dotyczących powstania Księżyca mówi, że miliardy lat temu w Ziemię uderzył obiekt wielkości Marsa, zwany Theią. W wyniku kolizji pojawiła się olbrzymia liczba szczątków, które krążąc wokół Ziemi przez miesiące i lata, uformowały Księżyc. Jednak autorzy autorzy najnowszych badań, w ramach których przeprowadzono symulację w wysokiej rozdzielczości, uważają, że Księżyc powstał... w ciągu kilku godzin.
To otwiera całą gamę nowych możliwości badawczych dotyczących początku ewolucji Księżyca, mówi główny autor badań, Jacob Kegerris. Rozpoczęliśmy ten projekt, nie wiedząc, jakie będą wyniki symulacji w wysokiej rozdzielczości. Byliśmy niezwykle zaskoczeni faktem, że symulacje o standardowej rozdzielczości mogą dawać tak bardzo mylne odpowiedzi.
Uczeni z należącego do NASA Ames Research Center przeprowadzili najbardziej szczegółową symulację dotyczącą powstania Księżyca czy też wyników innych wielkich kolizji. Wykazała ona, że symulacje o niższej rozdzielczości, biorące pod uwagę mniej danych, mogą omijać bardzo ważne aspekty i skutki takich kolizji.
Jeśli chcemy zrozumieć proces powstawania księżyca musimy wziąć pod uwagę to, co o nim wiemy – jego masę, orbitę oraz szczegółowe wyniki analizy skał księżycowych – i stworzyć scenariusz, w wyniku którego zobaczymy taki Księżyc, jakim widzimy go obecnie.
Wcześniejsze teorie dobrze wyjaśniały niektóre właściwości Srebrnego Globu, ale pozostawiały poważne luki. Jedną z takich tajemnic był skład księżycowych skał. Ich sygnatury izotopowe są bardzo podobne do sygnatur izotopowych skał z Ziemi, a odmienne od materiału z Marsa czy innych ciał niebieskich. To najprawdopodobniej oznacza, że materiał, z którego zbudowany jest Księżyc, pochodzi z Ziemi.
Jedne z branych wcześniej pod uwagę scenariuszy zakładały, że po zderzeniu materiał z Thei trafił na orbitę Ziemi i wymieszał się z niewielką ilością materiału z Ziemi. Jednak w takim wypadku izotopowy skład Księżyca nie byłby aż tak bardzo podobny do składu Ziemi. Chyba, że Theia była pod tym względem do Ziemi podobna, co jest jednak mało prawdopodobne. Dlatego też znacznie bardziej prawdopodobnym scenariuszem jest ten, według którego Księżyc powstał głównie z materiału z górnych warstw skorupy ziemskiej. Istnieje też hipoteza mówiąca, że Księżyc powstał wewnątrz obracającej się kuli materiału odparowanego w wyniku kolizji. Jednak nie wyjaśnia ona obecnej orbity Księżyca.
Najnowsza symulacja, pokazująca, że Księżyc uformował się bardzo szybko z materiału z Ziemi, wyjaśnia zarówno jego skład, jak i obecną orbitę. Wynika z niej, że Srebrny Glob utworzył się w ciągu kilku godzin, a jego jądro nie było całkowicie stopione. To wyjaśnia zarówno cienką skorupę oraz orbitę wokół naszej planety. Jest to najbardziej pełne wyjaśnienie obserwowanych obecnie właściwości Księżyca.
Uczeni zaznaczają, że dokładne określenie, która z obecnie proponowanych hipotez jest tą prawdziwą będzie możliwe w przyszłości, gdy kolejne misje przywiozą pobrane z większych głębokości próbki z innych części Księżyca. Wówczas można będzie porównać wyniki badań próbek z proponowanymi scenariuszami.
Prowadzone badania mają znaczenie nie tylko dla określenia ewolucji Księżyca, ale dla lepszego poznania kosmosu. Przestrzeń kosmiczna jest pełna kolizji i pozostałości po nich. Mają one olbrzymi wpływ na tworzenie się i formowanie układów planetarnych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W najbliższy piątek, 4 marca, fragment rakiety nośnej spadnie po niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca. Naukowcy postanowili skorzystać z okazji i przeprowadzić dodatkowe badania Srebrnego Globu. Satelita Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zbada po uderzeniu zmiany w atmosferze Księżyca oraz powstały krater. Ocenia się, że fragment rakiety uderzy w krater Hertzsprung w piątek o godzinie 13:25 czasu polskiego.
To, o ile wiadomo, pierwszy raz, gdy dojdzie do takiego wydarzenia. Dotychczas ludzie rozbijali pojazdy o powierzchnię Srebrnego Globu albo przypadkiem, podczas nieudanych prób lądowania, albo też celowo. Początkowo sądzono, że obserwowany fragment zdążający w stronę Księżyca, to pozostałości rakiety Falcon 9 firmy SpaceX. Jednak po szczegółowej analizie spektrum światła odbijanego przez obiekt, eksperci doszli do wniosku, że lepiej pasuje ono do rodzaju farby używanej przez Chińczyków.
Uznano, że to kawałek chińskiej rakiety Długi Marsz 3C, która została wystrzelona w 2014 roku w ramach misji Chang'e 5-T1. W ramach tej misji pojazd Chang'e 5-T1 przeleciał za Księżycem i powrócił na Ziemię. Celem zaś było przetestowanie możliwości wejścia w atmosferę na potrzeby bezzałogowej misji Chang'e 5, która w 2020 roku przywiozła próbki księżycowego gruntu.
Uderzenie, które nastąpi 4 marca, będzie podobne do upadku trzeciego stopnia rakiety Saturn V, który w ramach programu Apollo został celowo rozbity o powierzchnię Księżyca. Jak wyjaśniają eksperci, pozostałości rakiety Długi Marsz nie utworzą zbyt głębokiego krateru na powierzchni. Podobnie zresztą było w przypadku Saturn V. Oba fragmenty można bowiem porównać do puszek do piwa i podczas zderzenia znaczna część energii zostanie zużyta na zgniecenie rakiet, a nie na wyżłobienie krateru.
Uderzenie fragmentu chińskiej rakiety to bardzo dobra okazja do badań i lepszego zrozumienia procesu powstawania kraterów uderzeniowych na Księżycu. Lekcja tym cenniejsza, że LRO wykonał już bardzo szczegółowe zdjęcia miejsca spodziewanego uderzenia, więc uczeni będą dysponowali materiałem porównawczym. Jedynym nieznanym parametrem jest obecnie orientacja fragmentu w stosunku do jego trajektorii. Wiadomo, że się on obraca, nie wiadomo jednak dokładnie, w jaki sposób. Specjaliści mają nadzieję, że Chińczycy to wiedzą i podzielą się swoimi danymi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Od kilku lat Księżyc cieszy się dużym zainteresowaniem agencji kosmicznych i firm prywatnych. Planowane są misje załogowe i bezzałogowe na Srebrny Glob. Jednym z najbardziej ambitnych projektów jest zbudowanie na orbicie Księżyca stacji Lunar Gateway, w której przechowywane będą zapasy, urządzenia i roboty, będzie służyła jako baza dla astronautów i zapewniała łączność z Ziemią.
Do roku 2030 różne firmy i organizacje planują ponad 90 misji związanych z Księżycem. I nawet jeśli jakaś część z nich nie dojdzie do skutku, to inne – być może większość – się odbędą. A to dopiero początek. Zainteresowanie Księżycem będzie rosło. Być może w przyszłości powstanie na nim stała baza.
Wszystkie te misje oraz potencjalna baza będą potrzebowały łączności z Ziemią. A jej zapewnienie to niełatwe zadanie. Już w czasie misji Apollo były problemy z komunikacją pomiędzy Srebrnym Globem a planetą. A gdy misji będzie więcej i będą się one odbywały w różnych miejscach Księżyca, problemy będą jeszcze większe. Niemożliwe jest bowiem zapewnienie bezpośredniej łączności zarówno ze stroną Księżyca niewidoczną z Ziemi, jak i z dużych obszarów podbiegunowych. Nawet na widocznej z Ziemi stronie łączność mogą zakłócać nierówności terenu. Trzeba też pamiętać, że oba ciała niebieskie dzieli kilkaset tysięcy kilometrów, zatem do zapewnienia łączności trzeba silnych nadajników i dużych anten oraz wzmacniaczy. Pracujące na Księżycu niewielkie roboty z pewnością nie będą miały ani odpowiednich urządzeń, ani wystarczająco dużo energii, by komunikować się z Ziemią.
Dlatego też włoska firma Argotec oraz należące do NASA Jest Propulsion Laboratory (JPL) pracują nad Andromedą. Ma to być konstelacja 24 satelitów krążący po 6 orbitach wokół Srebrnego Globu. Satelity służyłyby do przekazywania sygnałów radiowych pomiędzy Ziemią a Księżycem, zapewniając nieprzerwaną łączność na biegunach i niemal nieprzerwaną wszędzie indziej. Włoska firma opracowuje koncepcję satelity, a JPL ma dostarczyć podsystemy, takie jak nadajniki czy anteny.
Zadanie tylko z pozoru jest proste. Satelity powinny bowiem znaleźć się na stabilnych orbitach, czyli takich, które nie będą wymagało od nich manewrowania. Po drugie, orbity należy dobrać tak, by zapewnić jak najlepszą łączność obszarom, na którym prawdopodobnie będzie prowadzona najbardziej intensywna działalność. Po trzecie zaś, zapewniając łączność tym obszarom, nie należy zapomnieć o pozostałej części powierzchni Księżyca.
Zaproponowana obecnie przez Argotec koncepcja zakłada, że satelity będą znajdowały się na stabilnych orbitach, na których będą mogły pracować przez co najmniej 5 lat. Każdy z nich będzie krążył po eliptycznej orbicie o czasie obiegu 12 godzin. Orbity będą przebiegały w odległości 720 km od powierzchni Księżyca w punkcie najbliższym (perycentrum) i 8090 km w punkcie najdalszym (apocentrum). Jako, że satelita podróżuje najwolniej gdy jest w apocentrum, orbity zostaną ustawione tak, by ich apocentrum przebiegało nad najbardziej interesującym punktami Księżyca, co zapewni najdłuższy okres nieprzerwanej łączności.
Dzięki dobrze dobranym orbitom nad każdym z biegunów Księżyca zawsze będzie znajdował się jakiś satelita, a przez 94% czasu będą to trzy satelity. Z kolei nad równikiem co najmniej jeden satelita będzie przez 89% czasu, a trzy satelity przez 79%. Jako, że nawet w apocetrum satelita będzie znajdował się w odległości mniejszej niż 10 000 km od powierzchni, zapewni łączność również niewielkim urządzeniom, nie posiadającym dużych anten i nadajników. Co więcej, dzięki satelitom możliwa będzie komunikacja w czasie rzeczywistym pomiędzy ludźmi pracującymi w dwóch oddalonych lokalizacjach. Jakby jeszcze tego było mało, satelity będą działały jak księżycowy GPS, zapewniając dane lokalizacyjne ludziom i urządzeniom na Srebrnym Globie.
Andromeda musi być bardzo wydajna. Efektywna komunikacja głosowa czy przesyłanie materiałów wideo w wysokiej rozdzielczości będą wymagały prędkości transmisji rzędu megabitów na sekundę. Tym bardziej biorąc pod uwagę liczbę planowanych misji.
Jednak to nie wszystko. NASA chce umieścić na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca radioteleskop. Agencja pracuje obecnie nad dwiema koncepcjami. Pierwsza z nich – LCRT – zakłada zbudowanie w księżycowym kraterze największego w Układzie Słonecznym radioteleskopu o średnicy 1 km. Zbudowany przez roboty teleskop mógłby prowadzić obserwacje niedostępne z Ziemi, gdyż byłby wolny zarówno od zakłóceń powodowanych przez człowieka, zakłóceń jonosfery czy satelitów. Druga zaś rozważana koncepcja – FARSIDE – zakłada wybudowanie 128 anten. Byłyby one ustawione w okręgu o średnicy 10 km i połączone kablami ze stacją centralną.
Informacje z takich teleskopów również byłyby przekazywane przed Andromedę. A na Ziemi wszystkie te dane trzeba by było odebrać. Przykładem systemu odbiorczego może być należący do NASA DSN (Deep Space Network). To zespół anten znajdujących się w USA, Australii i Hiszpanii, które służą komunikacji z misjami w dalszych partiach przestrzeni kosmicznej. DNS już teraz obsługuje wiele misji, a kolejne są planowane. Dlatego też Andromeda raczej nie będzie mogła skorzystać z DSN. Potrzebny będzie osobny system odbiorczy na Ziemi.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.